復(fù)合材料槳葉增強帶纏繞成型技術(shù)與裝備研究.pdf

1、復(fù)合材料槳葉增強帶是直升機(jī)主旋翼系統(tǒng)中的核心承力構(gòu)件，是決定直升機(jī)動力水平的關(guān)鍵因素。纏繞成型技術(shù)適合于高強度纖維增強復(fù)合材料構(gòu)件的制造，但傳統(tǒng)纏繞方法及工裝難以滿足槳葉增強帶特殊的復(fù)雜幾何形狀要求，且存在產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、成型效率低、型號擴(kuò)展性差和工人勞動強度大等諸多問題。
　　本文根據(jù)多種規(guī)格型號槳葉增強帶的外形尺寸和力學(xué)性能等要求，在對多種基于傳統(tǒng)帶纏繞、帶鋪放等自動化成型工藝方案設(shè)計和分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝優(yōu)化與開發(fā)，提出一

2、種新型變長度芯模纏繞成型工藝方法。對應(yīng)用設(shè)計的纏繞工藝的成形件外廓進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，檢驗對于增強帶的幾何可行性，提出纖維預(yù)浸帶張力與疊層壓緊力的力學(xué)模型與恒力控制方案。
　　根據(jù)提出的工藝方法，進(jìn)行槳葉增強帶纏繞成型裝備的總體方案設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上，完成對機(jī)身、高速長行程直線運動機(jī)構(gòu)、纏繞梭及其夾具等零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中機(jī)身設(shè)計為可保證主體床身與夾具工況相對位置精度的一體組合式;運動執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計為具有消振功能的輕型鋁制兩軸移動臺;夾具

3、的設(shè)計為適合多種纏繞梭規(guī)格型號，且具有六工位轉(zhuǎn)換功能的纏繞梭托架。
　　對裝備的工作執(zhí)行單元-纏繞頭系統(tǒng)進(jìn)行功能分析，對基于收放料卷徑時變特征的纏繞頭進(jìn)行運動學(xué)與力學(xué)計算，根據(jù)理論結(jié)果提出創(chuàng)新性的輪系結(jié)構(gòu)和恒力控制裝置等設(shè)計理念，設(shè)計出包括預(yù)浸帶恒張力放卷機(jī)構(gòu)、PE隔離膜穩(wěn)張力收卷機(jī)構(gòu)和兼?zhèn)銫軸功能的氣動式壓緊力施力機(jī)構(gòu)等內(nèi)部組件的纏繞頭系統(tǒng);
　　對纏繞裝備中關(guān)鍵支撐部件-繞梭托架滾轉(zhuǎn)架體和懸臂式Y(jié)向運動機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)剛度